一月份回来“冥王星杀手”天文学家迈克·布朗宣布,他和他的同事发现了证据,表明太阳系边缘可能潜伏着一颗巨大的冰冷行星,就在海王星上方,距太阳约 1490 亿公里。
没有人见过它(距离冥王星 75 倍也无济于事),但布朗估计假设的“每 10,000 到 20,000 年绕太阳公转一周,其质量大约是地球的 10 倍,大小是地球的四倍。
现在,瑞士天文学家已经利用围绕第九行星的现有数据来计算出它实际大小、亮度和温度的上限和下限。证据表明它就像一个“迷你天王星”,具有被冰和致密气体层包围的坚固铁芯。
“根据我们的研究,候选行星 9 现在不仅仅是一个简单的点质量,它已经形成了具有物理特性的形状,”团队成员之一说道,伯尔尼大学的克里斯托夫·莫达西尼 (Christoph Mordasini)。
莫达西尼和博士生埃丝特·林德决定通过将九号行星周围的证据应用到现有的行星演化模型中,尝试确定九号行星的一些细节。这不仅使他们能够对这颗神秘行星的各种特征进行估计,而且还可以解释为什么在了解太阳系数百年之后,我们直到最近才看到它存在的迹象。
基于这样一个事实,我们证明第九大行星存在的最有力证据是太阳系边缘一些柯伊伯带天体的奇怪行为——这表明存在巨大物体的引力正在惹他们生气- Mordasini 和 Linder 同意之前的估计,即它的质量可能不小于地球的 10 倍左右。
但事实上,多项红外调查,例如美国宇航局的广域红外测量探测器(WISE) 任务,没有看到任何迹象,这意味着它的质量不会比地球大 10 倍。并且知道它与太阳的大致距离(基于奇怪的柯伊伯带天体的位置),他们可以推断出更多。
“根据他们的推算,第九行星的半径应该是地球的 3.7 倍,高层大气温度为 -226 摄氏度(或 47 开尔文),”伊恩·奥尼尔为探索新闻报道。 “他们通过考虑九号行星绕太阳的预测轨道和太阳系的年龄得出了这些数字;假设的世界将由太阳的原行星盘形成,该盘在大约 46 亿年前开始凝结成行星。”
有趣的是,模型表明,在距太阳那么远的地方,如果我们的恒星是第九行星唯一的热源,那么它的温度应该要低得多。
估算出它的温度意味着他们能够计算出它的亮度。正如奥尼尔解释的那样当行星形成时,其核心产生的令人难以置信的引力能可以使它们在数十亿年的时间内保持熔化状态,而这种热量可能会导致行星的整体温度升高。
因此,为了将距离太阳约 1,490 亿公里的温度保持在 -226 摄氏度,研究人员建议,第九行星的“内在”(或内部)功率约为大1,000倍比它的吸收功率。
“这意味着,与世界目前产生的内部热量相比,反射的阳光微不足道,这使得它的红外信号比寻找光学波长的反射阳光强大得多,”奥尼尔说。
在第九大行星周围可以检测到的所有辐射中,阳光只占其中的一小部分,而且 - 如果它存在 - 它在红外波长中应该比在可见光波长中亮得多。
该团队还对地球的构成进行了估计,如上图所示。
那么……为什么我们还没有找到它?莫达西尼和林德表示,过去进行的天空观测不太可能在太阳系中探测到任何质量等于或小于 20 个地球质量的物体,特别是当他们在行星接近其最远点时进行观测时来自太阳。
但还是有希望的——未来的望远镜,比如大型综合巡天望远镜,目前正在智利建造,应该足够强大来发现更小的东西,或者更有针对性的调查可能能够找到更多证据证明确实存在某种东西。
我们必须对这两种可能性保持耐心,但有一件事是肯定的——答案即将到来,我们迫不及待地想知道它们是什么。
该研究发表于天文学与天体物理学。